JP6116575B2 - mechanical seal - Google Patents

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Description

本発明は、例えば、ポンプ等の軸封装置として用いられるメカニカルシールに関する。   The present invention relates to a mechanical seal used as a shaft seal device such as a pump.

従来からメカニカルシールの一種として、図7に示すように、摺動面の外周から内周方向に向かって漏れようとする高圧流体側の被密封流体を密封する形式のインサイド形式のものであり、高圧流体側のポンプインペラ(図示省略)を駆動させる回転軸50側にスリーブ51及びカップガスケット52を介してこの回転軸50と一体的に回転可能な状態に設けられた円環状の回転側摺動環53と、ポンプのハウジング54に非回転状態かつ軸方向移動可能な状態でカートリッジ56内のベローズ57を介して設けられた円環状の固定側摺動環55とが、この固定側摺動環55を軸方向に付勢するコイルドウェーブスプリング58及びベローズ57によって、ラッピング等によって鏡面仕上げされた摺動面S同士で密接摺動するものが知られている(以下、「従来技術1」という。例えば、特許文献1参照。)この従来技術のメカニカルシールにおけるベローズ57は、ゴム製であり、その一端は固定環55にケース59を介して取り付けられ、また、他端はカートリッジ内筒部56aにドライビングバンド60を介して取付けられている。   Conventionally, as a kind of mechanical seal, as shown in FIG. 7, it is an inside type of a type that seals the sealed fluid on the high-pressure fluid side that tends to leak from the outer periphery of the sliding surface toward the inner peripheral direction, An annular rotary side slide provided on the rotary shaft 50 for driving a pump impeller (not shown) on the high pressure fluid side via a sleeve 51 and a cup gasket 52 so as to be rotatable integrally with the rotary shaft 50. The ring 53 and an annular fixed side slide ring 55 provided via a bellows 57 in the cartridge 56 in a non-rotating state and axially movable in the pump housing 54 are a fixed side slide ring. It is known that a coiled wave spring 58 and a bellows 57 that bias 55 in the axial direction slide closely between sliding surfaces S that are mirror-finished by lapping or the like. The bellows 57 in this conventional mechanical seal is made of rubber, and one end of the bellows 57 is attached to the stationary ring 55 via a case 59. The other end is attached to the cartridge inner cylinder portion 56 a via a driving band 60.

また、特許文献2には、図8に示すように、ハウジング61に固定側摺動環62を取付け、ハウジング61に回転自在に支持されたシャフトに回転側摺動環63を設け、これら固定側摺動環62と回転側摺動環63とを摺動自在に弾接させるようにしたメカニカルシールにおいて、金属ベローズ64で固定側摺動環62を軸方向移動自在に支持するように金属ベローズ64の右端に固定爪64aを形成し、この固定爪64aを折り曲げて金属ベローズ64の右端内部に固定側摺動環62を支持し、金属ベローズ64の左端を直接ハウジング61に固定した発明が開示されている(以下、「従来技術2」という。特許文献2参照。)。   Further, in Patent Document 2, as shown in FIG. 8, a stationary sliding ring 62 is attached to a housing 61, and a rotational sliding ring 63 is provided on a shaft rotatably supported by the housing 61. In a mechanical seal in which the sliding ring 62 and the rotating side sliding ring 63 are slidably elastically contacted with each other, the metal bellows 64 is supported by the metal bellows 64 so that the stationary side sliding ring 62 is axially movable. An invention is disclosed in which a fixed claw 64a is formed at the right end of the metal bellows, the fixed claw 64a is bent to support the fixed side sliding ring 62 inside the right end of the metal bellows 64, and the left end of the metal bellows 64 is directly fixed to the housing 61. (Hereinafter referred to as “Prior Art 2”, see Patent Document 2).

しかしながら、従来技術1は、ベローズ57がゴム製であるため、屈曲部の劣化や破れ等の問題があった。また、コイルドウェーブスプリング58のような付勢部材及びドライビングバンド60のような取付部材が必要であり、部品点数が多くなるという問題もあった。   However, since the bellows 57 is made of rubber, the conventional technique 1 has problems such as deterioration and breakage of the bent portion. Further, an urging member such as the coiled wave spring 58 and an attachment member such as the driving band 60 are necessary, and there is a problem that the number of parts increases.

また、従来技術2は、金属ベローズ64で直接固定リング62を支持し、かつ、金属ベローズ64がカートリッジを兼用する形で直接ハウジング61に固定する構造であるため、金属ベローズ64をカートリッジあるいはケースと同じ厚さを有するようにしなければならず、金属ベローズ64のバネ定数が増大するという問題があった。   In the prior art 2, the metal bellows 64 is directly fixed to the housing 61 in such a manner that the fixing ring 62 is directly supported by the metal bellows 64 and the metal bellows 64 also serves as a cartridge. There is a problem that the spring constant of the metal bellows 64 is increased because the metal bellows 64 must have the same thickness.

特開2000−74226号公報(3頁、図2)JP 2000-74226 A (page 3, FIG. 2) 特許第2956862号公報(5頁、図5)Japanese Patent No. 2956862 (page 5, FIG. 5)

本発明は、従来技術の問題点を解決するためになされたもので、ベローズの劣化や破れがなく、また、ベローズのバネ定数を小さくしてベローズの伸縮よる荷重の変動を少なくしたメカニカルシールを提供することを目的とするものである。
さらに、通常、回転側及び固定側の一体化による組立においては、スペースの確保のためベローズの内径を大きくする必要があり、ベローズの受圧面積が変化してバランス値も変動するが、そのような場合で、本発明は、バランス値の変動を抑制したメカニカルシールを提供することを目的とするものである。
The present invention has been made to solve the problems of the prior art, and is a mechanical seal that does not deteriorate or break the bellows, and that reduces the bellows spring constant to reduce the load fluctuation caused by the expansion and contraction of the bellows. It is intended to provide.
Furthermore, normally, in the assembly by integrating the rotating side and the fixed side, it is necessary to increase the inner diameter of the bellows to ensure space, and the pressure receiving area of the bellows changes and the balance value also fluctuates. In some cases, an object of the present invention is to provide a mechanical seal in which fluctuations in the balance value are suppressed.

上記目的を達成するため本発明のメカニカルシールは、第1に、回転軸に固定されるスリーブと、ハウジングに固定されるカートリッジとを備え、前記スリーブには回転側摺動環が設けられ、前記カートリッジには前記回転側摺動環に対向して摺動する固定側摺動環及び該固定側摺動環を軸方向に付勢するベローズが設けられたインサイド形のメカニカルシールにおいて、前記ベローズは金属製であり、前記金属製のベローズは、一端が前記固定側摺動環を保持するケースに固定され、他端が前記カートリッジに固定され、その板厚が前記ケースまたは前記カートリッジの板厚より薄く設定されていることを特徴としている。
この特徴によれば、金属製のベローズは専ら固定側摺動環を軸方向に付勢する役割を担い、ケース及びカートリッジ等とは別体に形成されるので、金属製のベローズの板厚を薄くすることができ、金属製のベローズのバネ定数を小さくすることができ、金属製のベローズの伸縮量に対する荷重の変化を小さくできる。このため、回転側摺動環が軸方向に変動しても、固定側摺動環に対する軸方向の付勢力を安定することができ、摺動面の圧力を最適な値に維持することができる。また、金属製のベローズの取付長さの公差を緩和できる。さらに、従来のゴム製のベローズに代えて、金属製のベローズを用いると、ベローズの劣化や破れがなく、寿命を増大させることができる。また、ゴム製のベローズの場合に比べ、取付けのための部品を削減することができる。さらに、ベローズのバネ定数を、材質、板厚あるいは山数により、自在に設定することができる。さらに、バランス値を最適な値に設定することができる。
In order to achieve the above object, a mechanical seal of the present invention first comprises a sleeve fixed to a rotating shaft and a cartridge fixed to a housing, and the sleeve is provided with a rotating side sliding ring, An inside-type mechanical seal in which a cartridge is provided with a fixed-side sliding ring that slides facing the rotation-side sliding ring and a bellows that urges the fixed-side sliding ring in the axial direction. The metal bellows has one end fixed to the case holding the fixed sliding ring and the other end fixed to the cartridge, and the plate thickness is greater than the plate thickness of the case or the cartridge. It is characterized by being set thin.
According to this feature, the metal bellows exclusively plays a role of urging the fixed-side sliding ring in the axial direction, and is formed separately from the case and the cartridge, so the thickness of the metal bellows can be reduced. The spring constant of the metal bellows can be reduced, and the change in load relative to the amount of expansion and contraction of the metal bellows can be reduced. For this reason, even if the rotating side sliding ring fluctuates in the axial direction, the axial biasing force against the fixed side sliding ring can be stabilized, and the pressure of the sliding surface can be maintained at an optimum value. . Moreover, the tolerance of the mounting length of the metal bellows can be relaxed. Furthermore, if a metal bellows is used instead of the conventional rubber bellows, the bellows is not deteriorated or broken, and the life can be increased. Further, compared to the case of the rubber bellows, it is possible to reduce the number of parts for mounting. Furthermore, the spring constant of the bellows can be freely set according to the material, the plate thickness, or the number of peaks. Furthermore, the balance value can be set to an optimum value.

また、本発明のメカニカルシールは、第2に、第1の特徴において、前記金属製のベローズは、山部と谷部が交互に繰り返し形成される蛇腹部、及び、前記蛇腹部の両端に前記谷部から径方向外側に延びる円盤状のフランジ部を備え、前記フランジ部の外径は前記山部の径より大きく、また、前記フランジ部の内径は前記谷部の径と略同じかまたは若干大きくなるように、成型または溶接により形成されることを特徴としている。
この特徴によれば、金属製のベローズをケース及びカートリッジに容易に固定させることができると共に被密封流体の漏れを防止することができる。
The mechanical seal of the present invention is secondly characterized in that, in the first feature, the metal bellows has a bellows portion in which peaks and troughs are alternately and repeatedly formed at both ends of the bellows portion. A disk-like flange portion extending radially outward from the valley portion, the outer diameter of the flange portion being larger than the diameter of the peak portion, and the inner diameter of the flange portion being substantially the same as or slightly the diameter of the valley portion It is characterized by being formed by molding or welding so as to be large.
According to this feature, the metal bellows can be easily fixed to the case and the cartridge, and leakage of the sealed fluid can be prevented.

また、本発明のメカニカルシールは、第3に、第1または第2の特徴において、前記金属製のベローズと金属製のケース及び金属製のカートリッジとの固定は、前記金属製のベローズの前記フランジ部の外径よりわずかに内径側の位置において溶接または溶着により行われることを特徴としている。
この特徴によれば、金属製のベローズのフランジ部の内周部は、ケース及びカートリッジから離れることが可能となり、回転軸の偏芯に対しても追従性に優れ、安定したシール性を発揮することが可能になる。また、金属製のベローズの固定を特別の取付部材を使用することなく、確実に行うことができる。
Thirdly, in the first or second feature of the mechanical seal according to the present invention, the metal bellows, the metal case, and the metal cartridge are fixed with the flange of the metal bellows. It is characterized by being performed by welding or welding at a position slightly inside the outer diameter of the part.
According to this feature, the inner peripheral portion of the flange portion of the metal bellows can be separated from the case and the cartridge, and has excellent followability with respect to eccentricity of the rotating shaft, and exhibits stable sealing performance. It becomes possible. In addition, the metal bellows can be securely fixed without using a special mounting member.

また、本発明のメカニカルシールは、第4に、第1ないし第3のいずれかの特徴において、前記回転側摺動環は前記スリーブにカップガスケットを介して固定され、前記カップガスケットは前記回転側摺動環の反摺動面側及び外周面に跨って設けられることを特徴としている。
この特徴によれば、高圧流体の圧力がカップガスケットの外周面に作用しても、カップガスケットの離脱を防止することができる。
According to a fourth aspect of the mechanical seal of the present invention, in any one of the first to third features, the rotating side sliding ring is fixed to the sleeve via a cup gasket, and the cup gasket is connected to the rotating side. It is characterized by being provided across the anti-sliding surface side and the outer peripheral surface of the sliding ring.
According to this feature, even when the pressure of the high-pressure fluid acts on the outer peripheral surface of the cup gasket, it is possible to prevent the cup gasket from being detached.

また、本発明のメカニカルシールは、第5に、回転軸に固定されるスリーブと、ハウジングに固定されるカートリッジとを備え、前記スリーブには回転側摺動環が設けられ、前記カートリッジには前記回転側摺動環に対向して摺動する固定側摺動環及び該固定側摺動環を軸方向に付勢するベローズが設けられたインサイド形のメカニカルシールにおいて、前記ベローズは金属製であり、前記金属製のベローズは、一端が前記固定側摺動環を保持するガスケットに嵌合され、他端が前記カートリッジに固定され、その板厚が前記カートリッジの板厚より薄く設定されていることを特徴としている。
この特徴によれば、金属製のベローズがケースを兼用するように形成されているため、部品点数を削減でき、また、溶接箇所を減らすことができる。
The mechanical seal of the present invention fifthly includes a sleeve fixed to the rotating shaft and a cartridge fixed to the housing, and the sleeve is provided with a rotation-side sliding ring, and the cartridge has the above-mentioned In an inside-type mechanical seal provided with a fixed-side sliding ring that slides facing the rotation-side sliding ring and a bellows that urges the fixed-side sliding ring in the axial direction, the bellows is made of metal. The metal bellows has one end fitted to a gasket that holds the fixed sliding ring, the other end is fixed to the cartridge, and the plate thickness is set to be thinner than the plate thickness of the cartridge. It is characterized by.
According to this feature, since the metal bellows is formed so as to also serve as a case, the number of parts can be reduced and the number of welding points can be reduced.

また、本発明のメカニカルシールは、第6に、第5の特徴において、前記固定側摺動環を保持する前記ガスケットに嵌合する前記金属製のベローズの外筒部の外周にはバンドが装着されることを特徴としている。
この特徴によれば、金属製のベローズとカップガスケットとの嵌合を確実なものとすることができる。
In addition, the mechanical seal of the present invention is characterized in that, in the sixth feature, a band is attached to the outer periphery of the outer cylindrical portion of the metal bellows that fits into the gasket that holds the fixed sliding ring. It is characterized by being.
According to this feature, the fitting between the metal bellows and the cup gasket can be ensured.

また、本発明のメカニカルシールは、第7に、回転軸に固定されるスリーブと、ハウジングに固定されるカートリッジとを備え、前記スリーブには回転側摺動環が設けられ、前記カートリッジには前記回転側摺動環に対向して摺動する固定側摺動環及び該固定側摺動環を軸方向に付勢するベローズが設けられたインサイド形のメカニカルシールにおいて、前記ベローズは金属製であり、前記金属製のベローズは、一端が前記固定側摺動環に直接固定され、他端が前記カートリッジに固定され、その板厚が前記カートリッジの板厚より薄く設定されていることを特徴としている。
この特徴によれば、部品点数を削減できると共に、メカニカルシールの軸方向の長さを短くできる。また、メカニカルシールの軸方向の長さを短くする代わりに、金属製のベローズの山数を増やすことも可能である。
Seventhly, the mechanical seal of the present invention includes a sleeve fixed to the rotation shaft and a cartridge fixed to the housing, and the sleeve is provided with a rotation-side sliding ring. In an inside-type mechanical seal provided with a fixed-side sliding ring that slides facing the rotation-side sliding ring and a bellows that urges the fixed-side sliding ring in the axial direction, the bellows is made of metal. The metal bellows is characterized in that one end is directly fixed to the fixed-side sliding ring, the other end is fixed to the cartridge, and the plate thickness is set to be thinner than the plate thickness of the cartridge. .
According to this feature, the number of parts can be reduced and the axial length of the mechanical seal can be shortened. Further, instead of shortening the axial length of the mechanical seal, the number of metal bellows can be increased.

また、本発明のメカニカルシールは、第8に、第1ないし第7のいずれかの特徴において、前記スリーブの内筒部の先端がカシメにより拡径されて前記カートリッジの内筒部に係合することにより前記カートリッジと前記スリーブとの軸方向の離脱が防止されるタイプにおいて、前記カートリッジの内筒部には前記固定側摺動環側と軸方向反対側に位置する部分が拡径されて段部が設けられ、前記ベローズは、前記カートリッジの内筒部の段部から固定側摺動環側に位置する部分の内径が前記カートリッジの内筒部の段部から固定側摺動環と反対側に位置する部分の内径より小径に形成されていることを特徴としている。
この特徴によれば、ベローズの外径を大きくすることなく、バランス値の低下を抑制することができ、摺動面の漏れ量を低減させることができ、また、ベローズのバネ定数の増加を抑制することができる。さらに、バランス値が100%を超えるように設定する場合においても、回転側摺動環及び固定側摺動環の大径化を抑制することができ、メカニカルシールの大型化を回避することができる。
Eighth, according to any one of the first to seventh features, the mechanical seal of the present invention is engaged with the inner cylinder portion of the cartridge with the tip of the inner cylinder portion of the sleeve being enlarged by caulking. Thus, in the type in which the cartridge and the sleeve are prevented from being detached in the axial direction, the inner cylindrical portion of the cartridge has a diameter-enlarged portion positioned on the side opposite to the fixed sliding ring side in the axial direction. The bellows has an inner diameter of a portion located on the fixed sliding ring side from the step of the inner cylindrical portion of the cartridge, and is opposite to the fixed sliding ring from the step of the inner cylindrical portion of the cartridge. It is characterized by being formed to have a smaller diameter than the inner diameter of the portion located at.
According to this feature, the decrease in the balance value can be suppressed without increasing the outer diameter of the bellows, the amount of leakage on the sliding surface can be reduced, and the increase in the spring constant of the bellows can be suppressed. can do. Furthermore, even when the balance value is set to exceed 100%, it is possible to suppress an increase in diameter of the rotating side sliding ring and the stationary side sliding ring, and to avoid an increase in the size of the mechanical seal. .

本発明は、以下のような優れた効果を奏する。
(1)ベローズを金属製とし、金属製のベローズは、一端が固定側摺動環を保持するケースに固定され、他端がカートリッジに固定され、その板厚がケースまたはカートリッジの板厚より薄く設定されていることにより、金属製のベローズは専ら固定側摺動環を軸方向に付勢する役割を担い、ケース及びカートリッジ等とは別体に形成されるので、金属製のベローズの板厚を薄くすることができ、金属製のベローズのバネ定数を小さくすることができ、金属製のベローズの伸縮量に対する荷重の変化を小さくできる。このため、回転側摺動環が軸方向に変動しても、固定側摺動環に対する軸方向の付勢力を安定することができ、摺動面の圧力を最適な値に維持することができる。また、金属製のベローズの取付長さの公差を緩和できる。
さらに、従来のゴム製のベローズに代えて、金属製のベローズを用いると、ベローズの劣化や破れがなく、寿命を増大させることができる。また、ゴム製のベローズの場合に比べ、取付けのための部品を削減することができる。さらに、ベローズのバネ定数を、材質、板厚あるいは山数により、自在に設定することができる。さらに、バランス値を最適な値に設定することができる。
The present invention has the following excellent effects.
(1) The bellows is made of metal, and one end of the metal bellows is fixed to the case holding the stationary side sliding ring, the other end is fixed to the cartridge, and the plate thickness is thinner than the plate thickness of the case or the cartridge. By being set, the metal bellows exclusively plays the role of urging the fixed side sliding ring in the axial direction and is formed separately from the case and cartridge etc., so the thickness of the metal bellows The spring constant of the metal bellows can be reduced, and the change in load with respect to the amount of expansion and contraction of the metal bellows can be reduced. For this reason, even if the rotating side sliding ring fluctuates in the axial direction, the axial biasing force against the fixed side sliding ring can be stabilized, and the pressure of the sliding surface can be maintained at an optimum value. . Moreover, the tolerance of the mounting length of the metal bellows can be relaxed.
Furthermore, if a metal bellows is used instead of the conventional rubber bellows, the bellows is not deteriorated or broken, and the life can be increased. Further, compared to the case of the rubber bellows, it is possible to reduce the number of parts for mounting. Furthermore, the spring constant of the bellows can be freely set according to the material, the plate thickness, or the number of peaks. Furthermore, the balance value can be set to an optimum value.

(2)前記金属製のベローズは、山部と谷部が交互に繰り返し形成される蛇腹部、及び、前記蛇腹部の両端に前記谷部から径方向外側に延びる円盤状のフランジ部を備え、前記フランジ部の外径は前記山部の径より大きく、また、前記フランジ部の内径は前記谷部と略同じかまたは若干大きくなるように、成型または溶接により形成されることにより、金属製のベローズをケース及びカートリッジに容易に固定させることができると共に被密封流体の漏れを防止することができる。 (2) The metal bellows includes a bellows portion in which crest portions and trough portions are alternately and repeatedly formed, and disk-shaped flange portions extending radially outward from the trough portions at both ends of the bellows portion, The outer diameter of the flange portion is larger than the diameter of the peak portion, and the inner diameter of the flange portion is formed by molding or welding so as to be substantially the same as or slightly larger than the valley portion. The bellows can be easily fixed to the case and the cartridge and leakage of the sealed fluid can be prevented.

(3)金属製のベローズと金属製のケース及び金属製のカートリッジとの固定は、前記金属製のベローズの前記フランジ部の外径よりわずかに内径側の位置において溶接または溶着により行われることにより、金属製のベローズのフランジ部の内周部は、ケース及びカートリッジから離れることが可能となり、回転軸の偏芯に対しても追従性に優れ、安定したシール性を発揮することが可能になる。また、金属製のベローズの固定を特別の取付部材を使用することなく、確実に行うことができる。 (3) The metal bellows, the metal case and the metal cartridge are fixed by welding or welding at a position slightly inside the outer diameter of the flange portion of the metal bellows. The inner peripheral part of the flange part of the metal bellows can be separated from the case and the cartridge, and can follow the eccentricity of the rotating shaft, exhibit a stable sealing performance. . In addition, the metal bellows can be securely fixed without using a special mounting member.

(4)回転側摺動環はスリーブにカップガスケットを介して固定され、カップガスケットは回転側摺動環の反摺動面側及び外周面に跨って設けられることにより、高圧流体の圧力がカップガスケットの外周面に作用しても、カップガスケットの離脱を防止することができる。 (4) The rotation-side sliding ring is fixed to the sleeve via a cup gasket, and the cup gasket is provided across the anti-sliding surface side and the outer peripheral surface of the rotation-side sliding ring, so that the pressure of the high-pressure fluid is reduced to the cup. Even if it acts on the outer peripheral surface of the gasket, the separation of the cup gasket can be prevented.

(5)金属製のベローズは、一端が固定側摺動環を保持するガスケットに嵌合され、他端がカートリッジに固定されることにより、金属製のベローズがケースを兼用するように形成されているため、部品点数を削減でき、また、溶接箇所を減らすことができる。 (5) The metal bellows is formed so that one end of the metal bellows is fitted to a gasket that holds the stationary-side sliding ring and the other end is fixed to the cartridge, so that the metal bellows also serves as a case. Therefore, the number of parts can be reduced, and the number of welding points can be reduced.

(6)固定側摺動環を保持するガスケットに嵌合する金属製のベローズの外筒部の外周にはバンドが装着されることにより、金属製のベローズとカップガスケットとの嵌合を確実なものとすることができる。 (6) A band is attached to the outer periphery of the outer part of the metal bellows that fits into the gasket that holds the fixed sliding ring, so that the metal bellows and the cup gasket can be securely fitted. Can be.

(7)金属製のベローズは、一端が固定側摺動環に直接固定され、他端がカートリッジに固定されることにより、部品点数を削減できると共に、メカニカルシールの軸方向の長さを短くできる。また、メカニカルシールの軸方向の長さを短くする代わりに、金属製のベローズの山数を増やすことも可能である。 (7) One end of the metal bellows is directly fixed to the fixed sliding ring and the other end is fixed to the cartridge, so that the number of parts can be reduced and the axial length of the mechanical seal can be shortened. . Further, instead of shortening the length of the mechanical seal in the axial direction, the number of metal bellows can be increased.

(8)前記スリーブの内筒部の先端がカシメにより拡径されて前記カートリッジの内筒部に係合することにより前記カートリッジと前記スリーブとの軸方向の離脱が防止されるタイプにおいて、前記カートリッジの内筒部には前記固定側摺動環側と軸方向反対側に位置する部分が拡径されて段部が設けられ、前記ベローズは、前記カートリッジの内筒部の段部から固定側摺動環側に位置する部分の内径が前記カートリッジの内筒部の段部から固定側摺動環と反対側に位置する部分の内径より小径に形成されていることにより、ベローズの外径を大きくすることなく、バランス値の低下を抑制することができ、摺動面の漏れ量を低減させることができ、また、ベローズのバネ定数の増加を抑制することができる。さらに、バランス値が100%を超えるように設定する場合においても、回転側摺動環及び固定側摺動環の大径化を抑制することができ、メカニカルシールの大型化を回避することができる。 (8) In the type in which the distal end of the inner cylindrical portion of the sleeve is expanded by caulking and engaged with the inner cylindrical portion of the cartridge, thereby preventing the cartridge and the sleeve from being detached in the axial direction. The inner cylindrical portion has a stepped portion with an enlarged diameter located at a portion opposite to the fixed sliding ring side in the axial direction, and the bellows extends from the stepped portion of the inner cylindrical portion of the cartridge to the fixed side sliding. The inner diameter of the portion located on the moving ring side is formed smaller than the inner diameter of the portion located on the opposite side of the fixed sliding ring from the step of the inner cylinder portion of the cartridge, thereby increasing the outer diameter of the bellows. Therefore, a decrease in the balance value can be suppressed, the amount of leakage on the sliding surface can be reduced, and an increase in the spring constant of the bellows can be suppressed. Furthermore, even when the balance value is set to exceed 100%, it is possible to suppress an increase in diameter of the rotating side sliding ring and the stationary side sliding ring, and to avoid an increase in the size of the mechanical seal. .

本発明の実施例1に係るメカニカルシールの要部を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the principal part of the mechanical seal which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例2に係るメカニカルシールの要部を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the principal part of the mechanical seal which concerns on Example 2 of this invention. 本発明の実施例3に係るメカニカルシールの要部を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the principal part of the mechanical seal which concerns on Example 3 of this invention. 本発明の実施例4に係るメカニカルシールの要部を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the principal part of the mechanical seal which concerns on Example 4 of this invention. 本発明の実施例5に係るメカニカルシールの要部を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the principal part of the mechanical seal which concerns on Example 5 of this invention. 本発明の実施例6に係るメカニカルシールの要部を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the principal part of the mechanical seal which concerns on Example 6 of this invention. 従来技術1のメカニカルシールの要部を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the principal part of the mechanical seal of the prior art 1. 従来技術2のメカニカルシールの要部を示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows the principal part of the mechanical seal of the prior art 2. 本発明の実施例5及び6に係るメカニカルシールを説明するための参考例を示す要部縦断面図である。It is a principal part longitudinal cross-sectional view which shows the reference example for demonstrating the mechanical seal which concerns on Example 5 and 6 of this invention.

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置などは、特に明示的な記載がない限り、それらのみに限定する趣旨のものではない。   EMBODIMENT OF THE INVENTION With reference to drawings, the form for implementing this invention is demonstrated illustratively based on an Example below. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the component parts described in this embodiment are not intended to be limited to them unless otherwise specified.

図1を参照して、本発明の実施例1に係るメカニカルシールについて説明する。
なお、本発明は、摺動面の外周から内周方向へ向かって漏れようとする流体をシールする形式であるインサイド形のメカニカルシールに適用されるものであって、図1の左側が高圧流体側(被密封流体側)、右側が低圧流体側(大気側)である。
With reference to FIG. 1, the mechanical seal which concerns on Example 1 of this invention is demonstrated.
The present invention is applied to an inside-type mechanical seal that seals a fluid that leaks from the outer periphery to the inner periphery of the sliding surface, and the left side of FIG. Side (sealed fluid side), right side is low-pressure fluid side (atmosphere side).

本発明のメカニカルシールは、回転軸1に固定されるスリーブ2と、ハウジング3に固定されるカートリッジ4とを備え、スリーブ2には回転側摺動環5が設けられ、カートリッジ4には回転側摺動環5に対向して摺動する固定側摺動環6及び該固定側摺動環6を軸方向に付勢するベローズ7が設けられたメカニカルシールにおいて、ベローズ7は金属製であり、金属製のベローズ7は、一端が固定側摺動環6を保持するケース8に固定され、他端がカートリッジ4に固定され、その板厚がケース8またはカートリッジ4の板厚より薄く設定されていること、を主な特徴とするものである。   The mechanical seal of the present invention includes a sleeve 2 fixed to the rotary shaft 1 and a cartridge 4 fixed to the housing 3. The sleeve 2 is provided with a rotation side sliding ring 5, and the cartridge 4 has a rotation side. In the mechanical seal provided with the fixed side sliding ring 6 that slides facing the sliding ring 5 and the bellows 7 that urges the fixed side sliding ring 6 in the axial direction, the bellows 7 is made of metal, One end of the metal bellows 7 is fixed to the case 8 that holds the stationary sliding ring 6, the other end is fixed to the cartridge 4, and the plate thickness is set to be thinner than the plate thickness of the case 8 or the cartridge 4. Is the main feature.

回転軸1の高圧流体側には、例えば、ポンプインペラ(図示省略)が固定されており、ポンプのハウジング3の内径側と回転軸1の外径側との軸封部に本発明のメカニカルシールが配設されて密封するようになっている。    For example, a pump impeller (not shown) is fixed to the high pressure fluid side of the rotary shaft 1, and the mechanical seal of the present invention is provided at the shaft seal portion between the inner diameter side of the pump housing 3 and the outer diameter side of the rotary shaft 1. Is arranged and sealed.

スリーブ2は、回転軸1に嵌合される内筒部2aと、内筒部2aの高圧流体側から外径方向に延びる円盤部2bと、円盤部2bの外径側から低圧流体側に延びる外筒部2cを有し、略コ字状断面の低圧流体側にカップガスケット9を介して回転側摺動環5を保持する。カップガスケット9は回転側摺動環5の反摺動面側及び外周面に跨って設けられる。このため、高圧流体の圧力がカップガスケット9の外周面に作用しても、カップガスケット9が離脱することはない。   The sleeve 2 includes an inner cylinder portion 2a fitted to the rotary shaft 1, a disk portion 2b extending in the outer diameter direction from the high-pressure fluid side of the inner cylinder portion 2a, and extending from the outer diameter side of the disk portion 2b to the low-pressure fluid side. An outer cylinder portion 2c is provided, and the rotating side sliding ring 5 is held via a cup gasket 9 on the low pressure fluid side having a substantially U-shaped cross section. The cup gasket 9 is provided across the anti-sliding surface side and the outer peripheral surface of the rotation-side sliding ring 5. For this reason, even if the pressure of the high-pressure fluid acts on the outer peripheral surface of the cup gasket 9, the cup gasket 9 does not come off.

カートリッジ4は、例えば、金属製からなり、ハウジング3の内周に嵌入する外筒部4aと、外筒部4aの低圧流体側から径方向内側に延びる円盤部4bと、円盤部4bの内径部から回転軸に沿って高圧流体側に延びる内筒部4cとを有し、略コ字状断面の高圧流体側に金属製のベローズ7を介して固定側摺動環6を軸方向に移動可能に保持する。カートリッジ4は、ハウジング3に対して着脱自在なカートリッジ形式に形成されている。カートリッジ4の板厚は、例えば金属製の場合、約0.4mm程度である。   The cartridge 4 is made of, for example, metal, and has an outer cylinder portion 4a that is fitted into the inner periphery of the housing 3, a disk portion 4b that extends radially inward from the low-pressure fluid side of the outer cylinder portion 4a, and an inner diameter portion of the disk portion 4b. To the high-pressure fluid side along the rotation axis, and the fixed-side sliding ring 6 can be moved in the axial direction via a metal bellows 7 to the high-pressure fluid side having a substantially U-shaped cross section. Hold on. The cartridge 4 is formed in a cartridge type that is detachable from the housing 3. The plate thickness of the cartridge 4 is, for example, about 0.4 mm when made of metal.

固定側摺動環6は、その反摺動面側及び外周面がカップガスケット10を介してケース8に保持される。ケース8は、例えば、金属製からなり、外筒部8aと円盤部8bを有する断面略逆L字状をなし、高圧流体側にカップガスケット10を介して固定側摺動環6を保持し、円盤部8bの低圧流体側において金属製のベローズ7の一端と固定する。ケース8の板厚は、金属製の場合、約0.4mm程度である。
なお、カップガスケット9及び10は弾性変形可能であり、例えば、ゴム、樹脂、又は金属などから選択される。
The fixed-side sliding ring 6 is held by the case 8 via the cup gasket 10 on the side opposite to the sliding surface and the outer peripheral surface. The case 8 is made of, for example, metal, has a substantially inverted L-shaped cross section having an outer cylinder portion 8a and a disk portion 8b, and holds the fixed side sliding ring 6 via the cup gasket 10 on the high pressure fluid side. It fixes to the end of the metal bellows 7 in the low pressure fluid side of the disk part 8b. The plate thickness of the case 8 is about 0.4 mm when made of metal.
The cup gaskets 9 and 10 can be elastically deformed, and are selected from, for example, rubber, resin, or metal.

金属製のベローズ7は、一端が固定側摺動環6を保持する金属製のケース8の円盤部8bに固定され、他端が金属製のカートリッジ4の円盤部4bに溶接などの手段により固定される。すなわち、金属製のベローズ7は、ケース8及びカートリッジ4とは別体に形成される。   One end of the metal bellows 7 is fixed to the disk portion 8b of the metal case 8 holding the stationary sliding ring 6, and the other end is fixed to the disk portion 4b of the metal cartridge 4 by means such as welding. Is done. That is, the metal bellows 7 is formed separately from the case 8 and the cartridge 4.

山部7aと谷部7bが交互に繰り返して形成される伸縮自在の蛇腹部を備えたベローズ7において、ベローズ7の軸方向両端部にはベローズ7の谷部7bから伸びる円盤状のフランジ部7cが備えられており、これら両端のフランジ部7c、7cの内径はベローズ7の谷部7bと略同じかあるいは若干大きく形成され、フランジ部7cの外径はベローズ7の山部7aよりも大きく形成されている。
また、ベローズ7両端のフランジ部7c、7cは、ケース8の円盤部8b及びカートリッジ4の円盤部4bに固定される。固定される際には、ベローズ7の山部7aの外径よりも大きく形成されたフランジ部7cの外径よりわずかに内径側の位置11においてケース8及びカートリッジ4に溶接あるいは溶着させる。それにより、容易にベローズ7をケース8及びカートリッジ4に固定させると共に被密封流体が漏れないようにすることが可能になる。
さらに、ケース8の円盤部8bは、ベローズ7のフランジ部7cよりも若干内径側に延びていると共に、ベローズ7のフランジ部7cを全体的に支持していることにより、ベローズ7の作動及びばね定数の安定を図り、シール性の維持を達成している。
さらに、ベローズ7のフランジ部7cの外径よりわずかに内径側においてのみ溶接していることから、ベローズ7のフランジ部7cの内周部は、ケース8の円盤部8b及びカートリッジ4の円盤部4bから離れることが可能となり、回転軸1の偏芯に対しても追従性に優れ、安定したシール性を発揮することが可能になる。
In the bellows 7 provided with a telescopic bellows portion in which the peak portions 7a and the valley portions 7b are alternately and repeatedly formed, disk-shaped flange portions 7c extending from the valley portions 7b of the bellows 7 are provided at both axial ends of the bellows 7. The inner diameters of the flange portions 7c and 7c at both ends are substantially the same as or slightly larger than the valley portions 7b of the bellows 7, and the outer diameter of the flange portion 7c is larger than the peak portion 7a of the bellows 7. Has been.
The flange portions 7 c and 7 c at both ends of the bellows 7 are fixed to the disc portion 8 b of the case 8 and the disc portion 4 b of the cartridge 4. When fixed, the case 8 and the cartridge 4 are welded or welded at a position 11 slightly inside the outer diameter of the flange 7c formed larger than the outer diameter of the peak 7a of the bellows 7. Thereby, the bellows 7 can be easily fixed to the case 8 and the cartridge 4 and the sealed fluid can be prevented from leaking.
Further, the disk portion 8b of the case 8 extends slightly to the inner diameter side than the flange portion 7c of the bellows 7, and supports the flange portion 7c of the bellows 7 as a whole, thereby enabling the operation of the bellows 7 and the spring. Constant stability is achieved and the sealing performance is maintained.
Further, since welding is performed only on the inner diameter side slightly from the outer diameter of the flange portion 7 c of the bellows 7, the inner peripheral portion of the flange portion 7 c of the bellows 7 is the disk portion 8 b of the case 8 and the disk portion 4 b of the cartridge 4. It is possible to move away from the center of the rotating shaft 1, and it is excellent in followability with respect to the eccentricity of the rotating shaft 1, and can exhibit a stable sealing property.

金属製のベローズ7の材質としては、例えば、SUS304、SUS316L、AM350及びインコネル625が一般的である。また、金属製のベローズ7は、例えば、成型により形成される成型ベローズまたは溶接により形成される溶接ベローズからなる。さらに、金属製のベローズ7の板厚は金属製のケース8または金属製のカートリッジ4の板厚より薄く設定される。例えば、金属製のベローズ7の板厚は約0.1mm程度に設定され、ケース8またはカートリッジ4の板厚よりかなり薄いものから形成されている。   As a material for the metal bellows 7, for example, SUS304, SUS316L, AM350, and Inconel 625 are generally used. The metal bellows 7 is formed of, for example, a molded bellows formed by molding or a welded bellows formed by welding. Further, the plate thickness of the metal bellows 7 is set to be thinner than the plate thickness of the metal case 8 or the metal cartridge 4. For example, the plate thickness of the metal bellows 7 is set to about 0.1 mm, and is formed to be considerably thinner than the plate thickness of the case 8 or the cartridge 4.

金属製のベローズ7の板厚を薄くした場合、ベローズ7のバネ定数が小さくなり、ベローズ7の伸縮量に対する荷重の変化も小さくなる。このように、ベローズ7の伸縮量に対する荷重の変化が小さくなると、回転側摺動環5が軸方向に変動しても、固定側摺動環6に対する軸方向の付勢力が安定するので、摺動面の圧力を最適な値に維持することができる。また、ベローズ7の取付長さの公差を緩和できるというメリットもある。図1の場合、金属製のベローズ7の山数は2山であるが、ベローズ7の伸縮量に対する荷重を小さくする場合は3山に、また、軸方向の長さを短くする場合には1山にするなど、必要に応じて山数を増減させてもよい。   When the plate | board thickness of metal bellows 7 is made thin, the spring constant of the bellows 7 will become small and the change of the load with respect to the expansion-contraction amount of the bellows 7 will also become small. Thus, when the change in load with respect to the expansion / contraction amount of the bellows 7 is reduced, the urging force in the axial direction with respect to the fixed sliding ring 6 is stabilized even if the rotational sliding ring 5 fluctuates in the axial direction. The pressure on the moving surface can be maintained at an optimum value. Further, there is an advantage that the tolerance of the mounting length of the bellows 7 can be relaxed. In the case of FIG. 1, the number of peaks of the metal bellows 7 is two, but when the load on the expansion / contraction amount of the bellows 7 is reduced, it is three, and when the length in the axial direction is shortened, it is 1 The number of mountains may be increased or decreased as necessary, such as a mountain.

金属製のベローズ7の有効径(略、内径と外径との中心径。)と摺動面Sの径方向の位置関係については、固定側摺動環6を摺動面側に押圧する力F1と反摺動面側に押圧する力F2とが一定の関係でバランスするように設定される。
図1に示す実施例の場合、金属製のベローズ7の被密封流体から受ける受圧面積(固定側摺動環6を摺動面側に押圧する方向に作用させるためのベローズ7が被密封流体から受ける受圧面積の意味であり、ベローズ7の有効径と摺動面Sの外径との間の面積で表される。以下、同じ)をA1とし、回転側摺動環5と固定側摺動環6との摺動面積をA2とした場合、A1/A2の比で表されるバランス値が、50%≦バランス値≦100%の範囲に設定されている。このバランス値は、バランス径(有効径)と摺動面積の設定如何により変更可能であり、通常、被密封流体の圧力が高い場合は大きく、低い場合は小さく設定される。
Regarding the positional relationship between the effective diameter of the metal bellows 7 (substantially, the center diameter of the inner diameter and the outer diameter) and the radial direction of the sliding surface S, the force that presses the fixed-side sliding ring 6 toward the sliding surface. It is set so that F1 and the force F2 pressing toward the anti-sliding surface are balanced in a fixed relationship.
In the case of the embodiment shown in FIG. 1, the pressure receiving area received from the sealed fluid of the metal bellows 7 (the bellows 7 for acting in the direction of pressing the fixed side sliding ring 6 against the sliding surface side is from the sealed fluid. It is the meaning of the pressure receiving area and is expressed by the area between the effective diameter of the bellows 7 and the outer diameter of the sliding surface S. Hereinafter, the same) is assumed to be A1, and the rotating side sliding ring 5 and the fixed side sliding. When the sliding area with the ring 6 is A2, the balance value represented by the ratio of A1 / A2 is set in the range of 50% ≦ balance value ≦ 100%. The balance value can be changed depending on the setting of the balance diameter (effective diameter) and the sliding area, and is usually set large when the pressure of the sealed fluid is high and small when the pressure is low.

従来のゴム製のベローズに代えて、金属製のベローズを用いると、ベローズの劣化や破れがなく、寿命を増大させることができる。また、ゴム製のベローズの場合に比べ、取付けのための部品を削減することができる。さらに、ベローズのバネ定数を、材質、板厚あるいは山数により、自在に設定することができる。さらに、バランス値を最適な値に設定することができる。   When a metal bellows is used in place of the conventional rubber bellows, the bellows is not deteriorated or broken, and the life can be increased. Further, compared to the case of the rubber bellows, it is possible to reduce the number of parts for mounting. Furthermore, the spring constant of the bellows can be freely set according to the material, the plate thickness, or the number of peaks. Furthermore, the balance value can be set to an optimum value.

次に、図2を参照して、本発明の実施例2に係るメカニカルシールについて説明する。
図2に示す実施例2は、金属製のベローズがケースを兼用するように形成されている点で、図1に示した実施例1と相違するが、その他の構成は実施例1と同じであり、重複する説明は省略する。
Next, with reference to FIG. 2, the mechanical seal which concerns on Example 2 of this invention is demonstrated.
The second embodiment shown in FIG. 2 is different from the first embodiment shown in FIG. 1 in that a metal bellows is formed so as to also serve as a case, but the other configurations are the same as the first embodiment. Yes, duplicate explanation is omitted.

図2において、金属製のベローズ15は、山部15aと谷部15bが交互に繰り返して形成される伸縮自在の蛇腹部を備え、ベローズ15の軸方向両端部にはベローズ15の谷部15bから伸びる円盤状のフランジ部15cが備えられており、これら両端のフランジ部15c、15cの内径はベローズ15の谷部15bと略同じかあるいは若干大きく形成され、フランジ部15cの外径はベローズ15の山部15aよりも大きく形成されている。ベローズ15のカートリッジ4側のフランジ部15cは、カートリッジ4の円盤部4bに固定される。固定側摺動環6側のフランジ部15cには、固定側摺動環6を保持するカップガスケット10の外周面と嵌合されるように外筒部15dが連続して形成され、外筒部15dとカップガスケット10の外周面とが弾力的に嵌合するようになっている。カートリッジ4側のフランジ部15cを、カートリッジ4の円盤部4b固定する際には、ベローズ15の山部15aの外径よりも大きく形成されたフランジ部15cの外径よりわずかに内径側の位置11においてカートリッジ4に溶接あるいは溶着させる。それにより、容易にベローズ15をカートリッジ4及びカップガスケット10に固定させると共に被密封流体が漏れないようにすることが可能になる。さらに、ベローズ15のカートリッジ4側のフランジ部7cは外径よりわずかに内径側においてのみ溶接されていること、及び、固定側摺動環6側のフランジ部15cはカップガスケット10の側面に弾力的に接合されていることから、ベローズ15のフランジ部15cの内周部は、カートリッジ4の円盤部4b及びカップガスケット10の側面から離れることが可能となり、回転軸1の偏芯に対しても追従性に優れ、安定したシール性を発揮することが可能になる。   In FIG. 2, the metal bellows 15 includes a stretchable bellows portion in which a peak portion 15 a and a valley portion 15 b are alternately repeated, and the bellows 15 has axially opposite end portions from the valley portion 15 b of the bellows 15. An extending disc-shaped flange portion 15 c is provided, and the inner diameters of the flange portions 15 c and 15 c at both ends are formed to be substantially the same as or slightly larger than the valley portion 15 b of the bellows 15, and the outer diameter of the flange portion 15 c is the bellows 15. It is formed larger than the mountain portion 15a. The flange portion 15 c on the cartridge 4 side of the bellows 15 is fixed to the disk portion 4 b of the cartridge 4. An outer cylindrical portion 15d is continuously formed on the flange portion 15c on the fixed sliding ring 6 side so as to be fitted to the outer peripheral surface of the cup gasket 10 that holds the fixed sliding ring 6. 15d and the outer peripheral surface of the cup gasket 10 are elastically fitted. When the flange portion 15c on the cartridge 4 side is fixed to the disk portion 4b of the cartridge 4, a position 11 slightly on the inner diameter side than the outer diameter of the flange portion 15c formed larger than the outer diameter of the peak portion 15a of the bellows 15. In FIG. 4, the cartridge 4 is welded or welded. Thereby, the bellows 15 can be easily fixed to the cartridge 4 and the cup gasket 10 and the sealed fluid can be prevented from leaking. Further, the flange portion 7c on the cartridge 4 side of the bellows 15 is welded only on the inner diameter side slightly from the outer diameter, and the flange portion 15c on the fixed side sliding ring 6 side is elastically attached to the side surface of the cup gasket 10. Therefore, the inner peripheral portion of the flange portion 15c of the bellows 15 can be separated from the side surface of the disc portion 4b of the cartridge 4 and the cup gasket 10, and also follows the eccentricity of the rotary shaft 1. It is possible to exhibit a stable sealing property.

金属製のベローズ15の材質及び成形方法については、実施例1の金属製のベローズ7と同じである。また、金属製のベローズ15の板厚は金属製のカートリッジ4の板厚より薄く設定される。   The material and the forming method of the metal bellows 15 are the same as those of the metal bellows 7 of the first embodiment. The plate thickness of the metal bellows 15 is set to be thinner than the plate thickness of the metal cartridge 4.

本実施例2では、金属製のベローズ15がケースを兼用するように形成されているため、部品点数を削減でき、また、溶接箇所を減らすことができる。   In the second embodiment, since the metal bellows 15 is formed so as to also serve as a case, the number of parts can be reduced and the number of welding points can be reduced.

次に、図3を参照して、本発明の実施例3に係るメカニカルシールについて説明する。
図3に示す実施例3は、金属製のベローズの外筒部の外周にバンドが装着される点で、図2に示した実施例2と相違するが、その他の構成は実施例2と同じであり、重複する説明は省略する。
Next, with reference to FIG. 3, the mechanical seal which concerns on Example 3 of this invention is demonstrated.
The third embodiment shown in FIG. 3 is different from the second embodiment shown in FIG. 2 in that a band is attached to the outer periphery of the outer cylindrical portion of the metal bellows, but the other configuration is the same as the second embodiment. Therefore, a duplicate description is omitted.

図3において、金属製のベローズ15の外筒部15dの外周にバンド16が装着される。バンド16は、カップガスケット10の径方向外側への弾性力に抗して外筒部15dを径方向内側に締め付けるものである。バンド16としては、例えば、弾性変形可能なリング状の薄板からなり、周方向の接合部をネジで締め込むことにより径を小さくするようにしたホースバンドタイプや、同じく、弾性変形可能なリング状の薄板からなり、弾性で縮小方向に変形する力に抗してワンタッチで拡径方向に操作可能な板クリップ型(ワンタッチホスクランプ)、あるいは、弾性変形可能なリング状の薄板の周方向の1箇所が切断されたCリング型等から構成される。   In FIG. 3, a band 16 is attached to the outer periphery of the outer cylinder portion 15 d of the metal bellows 15. The band 16 is configured to fasten the outer cylindrical portion 15d radially inward against the elastic force of the cup gasket 10 radially outward. Examples of the band 16 include a hose band type which is made of an elastically deformable ring-shaped thin plate and has a diameter reduced by tightening a circumferential joint with a screw, or an elastically deformable ring shape. 1 in the circumferential direction of a plate clip type (one-touch phos clamp) that can be operated in the diameter expansion direction with one touch against the force of elastic deformation in the shrinking direction, or a ring-shaped thin plate that can be elastically deformed It is composed of a C-ring type or the like with portions cut off.

本実施例3では、バンド16によりカップガスケット10の径方向外側への弾性力に抗して外筒部15dを径方向内側に締め付けるため、ベローズ15の外筒部15dとカップガスケット10との嵌合を確実なものとすることができる。   In the third embodiment, the outer cylinder portion 15d of the bellows 15 is fitted to the cup gasket 10 in order to tighten the outer cylinder portion 15d radially inward against the elastic force of the cup gasket 10 radially outward by the band 16. The match can be ensured.

次に、図4を参照して、本発明の実施例4に係るメカニカルシールについて説明する。
図4に示す実施例4は、金属製のベローズのフランジ部と固定側摺動環とが直接固定される点で、図1に示した実施例1と相違するが、その他の構成は実施例1と同じであり、重複する説明は省略する。
Next, with reference to FIG. 4, the mechanical seal which concerns on Example 4 of this invention is demonstrated.
The fourth embodiment shown in FIG. 4 is different from the first embodiment shown in FIG. 1 in that the flange portion of the metal bellows and the fixed-side sliding ring are directly fixed. This is the same as 1 and redundant description is omitted.

固定側摺動環6が金属溶接可能な材質の場合、図1に示すケース8及びカップガスケット10を用いることなく、金属製のベローズ7を固定側摺動環6に直接溶接することができる。
図4において、ベローズ7両端のフランジ部7c、7cは、カートリッジ4の円盤部4b及び固定側摺動環6の反摺動面側6aに固定される。固定される際には、ベローズ7の山部7aの外径よりも大きく形成されたフランジ部7cの外径よりわずかに内径側の位置11において固定側摺動環6及びカートリッジ4に、直接、溶接あるいは溶着される。
固定側摺動環6の材質としては、例えば、ステンレス鋼(SUS304)、燒結金属、超硬合金あるいはシリコンカーバイド(SiC)が挙げられる。固定側摺動環6の材質が、ステンレス鋼(SUS304)及び燒結金属の場合は溶接により、また、超硬合金及びシリコンカーバイド(SiC)の場合はろう付けにより固定可能である。
When the fixed sliding ring 6 is made of a metal-weldable material, the metal bellows 7 can be directly welded to the fixed sliding ring 6 without using the case 8 and the cup gasket 10 shown in FIG.
In FIG. 4, the flange portions 7 c and 7 c at both ends of the bellows 7 are fixed to the disk portion 4 b of the cartridge 4 and the anti-sliding surface side 6 a of the fixed side sliding ring 6. When being fixed, the fixed side sliding ring 6 and the cartridge 4 are directly connected to the fixed side sliding ring 6 and the cartridge 4 at a position 11 slightly on the inner diameter side than the outer diameter of the flange portion 7c formed larger than the outer diameter of the peak portion 7a of the bellows 7. Welded or welded.
Examples of the material of the stationary-side sliding ring 6 include stainless steel (SUS304), sintered metal, cemented carbide, or silicon carbide (SiC). When the material of the stationary side sliding ring 6 is stainless steel (SUS304) and sintered metal, it can be fixed by welding, and when it is cemented carbide and silicon carbide (SiC), it can be fixed by brazing.

本実施例4では、図1に示すようなケース8及びカップガスケット10を用いることがないため、部品点数を削減できると共に、メカニカルシールの軸方向の長さを短くできる。また、メカニカルシールの軸方向の長さを短くする代わりに、金属製のベローズ7の山数を増やすことも可能である。   In the fourth embodiment, since the case 8 and the cup gasket 10 as shown in FIG. 1 are not used, the number of parts can be reduced, and the axial length of the mechanical seal can be shortened. In addition, the number of peaks of the metal bellows 7 can be increased instead of shortening the axial length of the mechanical seal.

次に、図5及び図9を参照して、本発明の実施例5に係るメカニカルシールについて説明する。
図5に示す実施例5は、カートリッジとスリーブとの軸方向の離脱を防止できる、いわゆる固定側・回転側カシメによる一体化のタイプである点で、図1〜図4に示した実施例1〜実施例4と相違するが、その他の構成、例えば、バランス値が、50%≦バランス値≦100%の範囲に設定されている点でも、これらの実施例と同じであり、重複する説明は省略する。
Next, with reference to FIG.5 and FIG.9, the mechanical seal which concerns on Example 5 of this invention is demonstrated.
The fifth embodiment shown in FIG. 5 is an integrated type by so-called fixed / rotating side caulking, which can prevent the cartridge and sleeve from coming off in the axial direction, and thus the first embodiment shown in FIGS. Although different from the fourth embodiment, other configurations, for example, the balance value is the same as those of the embodiments in that 50% ≦ balance value ≦ 100%, and overlapping description will be given. Omitted.

図9は、本発明の実施例5に係るメカニカルシールを説明するための参考例である。
スリーブ2の内筒部2aの先端2dがカシメにより拡径されてカートリッジ4の内筒部4cに係合することによりカートリッジ4とスリーブ2との軸方向の離脱が防止されるタイプにおいて、カートリッジ4の内筒部4cにはスリーブ2の内筒部2aの先端2dと係合する段部4dが設けられた状態を示している。この段部4dは、内筒部4cの円盤部4b側の一部が拡径される形状とされることで形成されており、この内筒部4cの拡径された部分にスリーブ2の内筒部2aのカシメにより拡径された先端2dが嵌入され、先端2dと段部4dとが係合するようになっている。
FIG. 9 is a reference example for explaining the mechanical seal according to the fifth embodiment of the present invention.
In the type in which the distal end 2d of the inner cylindrical portion 2a of the sleeve 2 is expanded by caulking and engaged with the inner cylindrical portion 4c of the cartridge 4 to prevent the cartridge 4 and the sleeve 2 from being detached in the axial direction. The inner cylinder part 4c is provided with a step part 4d that engages with the tip 2d of the inner cylinder part 2a of the sleeve 2. The step portion 4d is formed by increasing the diameter of a part of the inner cylinder portion 4c on the disk portion 4b side, and the inner diameter portion of the sleeve 2 is formed on the enlarged diameter portion of the inner cylinder portion 4c. A distal end 2d having a diameter expanded by caulking of the cylindrical portion 2a is fitted, and the distal end 2d and the stepped portion 4d are engaged with each other.

図9に示すように、カートリッジ4の内筒部4cに段部4dが設けるには、ベローズ7の内径を実施例1〜4のベローズの内径より大きくして内筒部4cとの間に一定の間隙を設ける必要がある。ベローズ7の内径を大きくすると、その外径を一定とした場合、有効径が大きくなり、ベローズ7の被密封流体から受ける受圧面積A1が小さくなるため、バランス値=A1/A2(A2は摺動面の面積)は低下し、漏れ量が増加するという問題がある。
なお、ベローズ7の外径を大きくすれば、受圧面積A1が大きくなり、バランス値も大きくなるが、ベローズ7の外径を大きくすると、ベローズ7とカートリッジ4等の金属部品との溶接作業がやりにくくなり、また、メカニカルシールの外径が大きくなるという問題があるため、実用的ではない。
As shown in FIG. 9, in order to provide the step portion 4d in the inner cylinder portion 4c of the cartridge 4, the inner diameter of the bellows 7 is made larger than the inner diameter of the bellows of Embodiments 1 to 4, and is constant between the inner cylinder portion 4c. It is necessary to provide a gap. When the inner diameter of the bellows 7 is increased, if the outer diameter is constant, the effective diameter increases, and the pressure receiving area A1 received from the sealed fluid of the bellows 7 decreases, so that the balance value = A1 / A2 (A2 is sliding) There is a problem that the area of the surface is reduced and the amount of leakage is increased.
If the outer diameter of the bellows 7 is increased, the pressure receiving area A1 increases and the balance value also increases. However, if the outer diameter of the bellows 7 is increased, welding work between the bellows 7 and metal parts such as the cartridge 4 is performed. This is not practical because it becomes difficult and the outer diameter of the mechanical seal increases.

本発明の実施例5に係るメカニカルシールは、前記参考例の問題点を解決したものであり、図5は、その要部を示す縦断面図である。図5の破線は固定側摺動環6の周方向の一部に設けられた回り止め部の断面を示しており、実線は回り止め部以外の部分の断面を示している。なお、図1〜図4の実施例1〜実施例4では、実線が回り止め部を示し、破線が回り止め部以外の部分の断面を示し、図5と逆である。   The mechanical seal according to Example 5 of the present invention solves the problems of the reference example, and FIG. 5 is a longitudinal sectional view showing the main part thereof. The broken line in FIG. 5 shows a cross section of the rotation preventing portion provided in a part of the fixed-side sliding ring 6 in the circumferential direction, and the solid line shows a cross section of a portion other than the rotation preventing portion. In Examples 1 to 4 of FIGS. 1 to 4, the solid line indicates the rotation preventing part, the broken line indicates the cross section of the part other than the rotation preventing part, and is the reverse of FIG. 5.

図5において、スリーブ20の内筒部20aの先端20dがカシメにより拡径されてカートリッジ40の内筒部40cに係合することによりカートリッジ40とスリーブ20との軸方向の離脱を防止するため、カートリッジ40の内筒部40cの円盤部40b側の一部が拡径されて拡径部40eが形成され、段部40dが設けられている。スリーブ20の内筒部20aの先端20dと係合する段部40dが設けられている。この内筒部40cの段部40dにスリーブ20の内筒部20aのカシメにより拡径された先端20dが係合することで、カートリッジ40とスリーブ20との軸方向の離脱を防止され、固定側と回転側とが一体化されるものである。   In FIG. 5, the tip 20 d of the inner cylindrical portion 20 a of the sleeve 20 is expanded by caulking to engage with the inner cylindrical portion 40 c of the cartridge 40, thereby preventing the cartridge 40 and the sleeve 20 from separating in the axial direction. A part of the inner cylinder part 40c of the cartridge 40 on the disk part 40b side is enlarged in diameter to form an enlarged diameter part 40e, and a step part 40d is provided. A step portion 40 d that engages with the tip 20 d of the inner tube portion 20 a of the sleeve 20 is provided. By engaging the step 20d of the inner cylindrical portion 40c with the tip 20d of the sleeve 20 which has been enlarged by caulking of the inner cylindrical portion 20a, the axial separation between the cartridge 40 and the sleeve 20 is prevented, and the fixed side And the rotating side are integrated.

金属製のベローズ30は、外径が上記参考例と同じであって、カートリッジ40の内筒部40cの段部40dから固定側摺動環6側に位置する部分の内径がカートリッジ40の内筒部40cの段部40dから固定側摺動環6と反対側に位置する部分の内径より小径に形成されている。すなわち、金属製のベローズ30は、断面視において、内径側が段をなす形状をしている。
以下、説明の便宜上、ベローズ30の内径が大きい部分を大内径部30−1、内径の小さい部分を小内径部30−2と呼ぶことがある。
The metal bellows 30 has the same outer diameter as that of the above-described reference example, and the inner diameter of the inner cylinder portion of the cartridge 40 is such that the inner diameter of the portion located on the fixed sliding ring 6 side from the step portion 40d of the inner cylinder portion 40c of the cartridge 40. The diameter of the portion 40c is smaller than the inner diameter of the portion located on the side opposite to the stationary sliding ring 6 from the step portion 40d. That is, the metal bellows 30 has a shape in which the inner diameter side is stepped in a sectional view.
Hereinafter, for convenience of explanation, a portion having a large inner diameter of the bellows 30 may be referred to as a large inner diameter portion 30-1, and a portion having a small inner diameter may be referred to as a small inner diameter portion 30-2.

ベローズ30の大内径部30−1は、有効径が上記参考例と同じであるため、有効径と摺動面Sの外径との間の面積で表される受圧面積A1−1が小さく、バランス値も小さくなる。
一方、ベローズ30の小内径部30−2は、大内径部30−1よりも有効径が小さくなるため、有効径と摺動面Sの外径との間の面積で表される受圧面積A1−2が大きく、バランス値も大きくなる。
このため、ベローズ30の全体のバランス値は、図9に示したベローズの外径が同じであって段付きでないもの(参考例)のバランス値よりも大きくなり、バランス値の低下を抑制することができ、摺動面Sの漏れ量を低減させることができる。また、ベローズ30のバネ定数の増加を抑制することができる。
Since the effective diameter of the large inner diameter portion 30-1 of the bellows 30 is the same as that of the reference example, the pressure receiving area A1-1 represented by the area between the effective diameter and the outer diameter of the sliding surface S is small. The balance value is also reduced.
On the other hand, since the effective diameter of the small inner diameter portion 30-2 of the bellows 30 is smaller than that of the large inner diameter portion 30-1, the pressure receiving area A1 represented by the area between the effective diameter and the outer diameter of the sliding surface S. -2 is large and the balance value is also large.
For this reason, the overall balance value of the bellows 30 is larger than the balance value of the bellows having the same outer diameter shown in FIG. 9 and not stepped (reference example), and suppresses a decrease in the balance value. The amount of leakage of the sliding surface S can be reduced. Moreover, the increase in the spring constant of the bellows 30 can be suppressed.

本実施例においては、スリーブ20の内筒部20の先端20dがカシメにより拡径されてカートリッジ40の内筒部40cに係合することによりカートリッジ40とスリーブ20との軸方向の離脱が防止されるタイプにおいて、カートリッジ40の内筒部40cには固定側摺動環6側と軸方向反対側に位置する部分が拡径されて段部40dが設けられ、ベローズ30は、カートリッジ40の内筒部40cの段部40dから固定側摺動環6側に位置する部分の内径が段部40dから固定側摺動環6と反対側に位置する部分の内径より小径に形成されているため、ベローズの外径が同じであって、内径を一様に大きくした場合に比べ、バランス値が大きくなり、バランス値の低下を抑制することができ、摺動面Sの漏れ量を低減させることができる。また、ベローズ30のバネ定数の増加を抑制することができる。換言すれば、ベローズの外径を大きくすることなく、バランス値の低下を抑制することができ、摺動面Sの漏れ量を低減させることができ、また、ベローズ30のバネ定数の増加を抑制することができるという顕著な効果を奏するものである。   In the present embodiment, the distal end 20d of the inner cylindrical portion 20 of the sleeve 20 is expanded by caulking and engaged with the inner cylindrical portion 40c of the cartridge 40, thereby preventing the cartridge 40 and the sleeve 20 from coming off in the axial direction. In this type, the inner cylinder portion 40c of the cartridge 40 is provided with a stepped portion 40d in which the diameter of the portion located on the opposite side to the fixed sliding ring 6 side is increased, and the bellows 30 is provided with the inner cylinder portion of the cartridge 40. Since the inner diameter of the portion located on the fixed sliding ring 6 side from the step 40d of the portion 40c is smaller than the inner diameter of the portion located on the opposite side of the fixed sliding ring 6 from the step 40d, the bellows Compared with the case where the outer diameter is the same and the inner diameter is increased uniformly, the balance value is increased, the decrease of the balance value can be suppressed, and the leakage amount of the sliding surface S can be reduced. . Moreover, the increase in the spring constant of the bellows 30 can be suppressed. In other words, the decrease in the balance value can be suppressed without increasing the outer diameter of the bellows, the leakage amount of the sliding surface S can be reduced, and the increase in the spring constant of the bellows 30 can be suppressed. It has a remarkable effect that it can be performed.

次に、図6を参照して、本発明の実施例6に係るメカニカルシールについて説明する。
図6に示す実施例6は、カートリッジとスリーブとの軸方向の離脱を防止できる、いわゆる固定側・回転側カシメによる一体化のタイプである点で、図5に示した実施例5と同じであるが、バランス値が100%を超えるように設定されている点で図5に示した実施例5と相違する。
以下において、実施例5と同じ点については重複する説明は省略する。
Next, a mechanical seal according to Embodiment 6 of the present invention will be described with reference to FIG.
The sixth embodiment shown in FIG. 6 is the same as the fifth embodiment shown in FIG. 5 in that the cartridge and the sleeve can be prevented from detaching in the axial direction and are integrated by so-called fixed / rotating side caulking. There is a difference from the fifth embodiment shown in FIG. 5 in that the balance value is set to exceed 100%.
In the following, overlapping description of the same points as in the fifth embodiment will be omitted.

図6に示す実施例6の場合、金属製のベローズ30の被密封流体から受ける受圧面積をA1(受圧面積A1−1と受圧面積A1−1との平均値)とし、回転側摺動環5と固定側摺動環6との摺動面積をA2とした場合、A1/A2の比で表されるバランス値が、100%を超えるように設定されている。   In the case of Example 6 shown in FIG. 6, the pressure receiving area received from the sealed fluid of the metal bellows 30 is A1 (the average value of the pressure receiving area A1-1 and the pressure receiving area A1-1), and the rotation side sliding ring 5 When the sliding area between the fixed side sliding ring 6 and A2 is A2, the balance value represented by the ratio of A1 / A2 is set to exceed 100%.

バランス値が100%を超えるように設定するには、ベローズ30のバランス径(有効径)よりも、回転側摺動環5と固定側摺動環6との摺動面の内径を大きくする必要があるため、ベローズ30のバランス径を一定とすると、回転側摺動環5及び固定側摺動環6の径が大きくなり、メカニカルシールの大型化を招くという問題がある。
本実施例6によれば、ベローズ30の小内径部30−2は、大内径部30−1よりも有効径が小さいため、回転側摺動環5と固定側摺動環6との摺動面の内径の大径化を抑制することができる。
In order to set the balance value to exceed 100%, it is necessary to make the inner diameter of the sliding surface of the rotating side sliding ring 5 and the fixed side sliding ring 6 larger than the balance diameter (effective diameter) of the bellows 30. Therefore, if the balance diameter of the bellows 30 is constant, the diameters of the rotation-side sliding ring 5 and the stationary-side sliding ring 6 are increased, and there is a problem that the mechanical seal is increased in size.
According to the sixth embodiment, since the small inner diameter portion 30-2 of the bellows 30 has an effective diameter smaller than that of the large inner diameter portion 30-1, sliding between the rotating side sliding ring 5 and the fixed side sliding ring 6 is performed. An increase in the inner diameter of the surface can be suppressed.

本実施例においては、スリーブ20の内筒部20の先端20dがカシメにより拡径されてカートリッジ40の内筒部40cに係合することによりカートリッジ40とスリーブ20との軸方向の離脱が防止されるタイプにおいて、カートリッジ40の内筒部40cには固定側摺動環6側と軸方向反対側に位置する部分が拡径されて段部40dが設けられ、ベローズ30は、カートリッジ40の内筒部40cの段部40dから固定側摺動環6側に位置する部分の内径が段部40dから固定側摺動環6と反対側に位置する部分の内径より小径に形成されているため、ベローズの外径が同じであって、内径を一様に大きくした場合に比べ、バランス値が100%を超えるように設定する場合においても、回転側摺動環5と固定側摺動環6との摺動面の内径の大径化を抑制することができる。
換言すれば、回転側摺動環5及び固定側摺動環6の径をさほど大きくすることなく、バランス値が100%を超えるように設定することができ、メカニカルシールの大型化を回避することができるという顕著な効果を奏するものである。
In the present embodiment, the distal end 20d of the inner cylindrical portion 20 of the sleeve 20 is expanded by caulking and engaged with the inner cylindrical portion 40c of the cartridge 40, thereby preventing the cartridge 40 and the sleeve 20 from coming off in the axial direction. In this type, the inner cylinder portion 40c of the cartridge 40 is provided with a stepped portion 40d in which the diameter of the portion located on the opposite side to the fixed sliding ring 6 side is increased, and the bellows 30 is provided with the inner cylinder portion of the cartridge 40. Since the inner diameter of the portion located on the fixed sliding ring 6 side from the step 40d of the portion 40c is smaller than the inner diameter of the portion located on the opposite side of the fixed sliding ring 6 from the step 40d, the bellows Even when the balance value is set to exceed 100% compared to the case where the outer diameter is the same and the inner diameter is uniformly increased, the rotation-side sliding ring 5 and the stationary-side sliding ring 6 Sliding surface It is possible to suppress the increase in diameter of the diameter.
In other words, the balance value can be set to exceed 100% without greatly increasing the diameters of the rotation-side sliding ring 5 and the stationary-side sliding ring 6, and the enlargement of the mechanical seal is avoided. There is a remarkable effect that it is possible.

以上、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。   As described above, the embodiments of the present invention have been described based on the examples. However, the specific configuration is not limited to these examples, and changes and additions may be made without departing from the scope of the present invention. It is included in the present invention.

例えば、前記実施例では、本発明のメカニカルシールがポンプに適用される場合について説明したが、これに限らず、例えば、コンプレッサ、水中モータ等、各種産業機械に適用できる。   For example, in the above-described embodiment, the case where the mechanical seal of the present invention is applied to a pump has been described. However, the present invention is not limited thereto, and can be applied to various industrial machines such as a compressor and a submersible motor.

また、例えば、前記実施例では、カートリッジ4及びケース8が金属製から形成される場合について説明したが、金属製に限らず、耐食性の高い材料であればよく、例えば、プラスチック製でもよい。その場合、金属製のベローズとの固定は、例えば、接着剤による接着あるいはレーザによる結合などが考えられる。   For example, in the above-described embodiment, the case where the cartridge 4 and the case 8 are made of metal is described. However, the material is not limited to metal, and may be any material having high corrosion resistance, and may be made of plastic, for example. In this case, the fixing with the metal bellows may be, for example, bonding with an adhesive or bonding with a laser.

また、例えば、前記実施例1〜5では、バランス値が、50%≦バランス値≦100%の範囲に設定される場合について説明し、実施例6ではバランス値が100%を超えるように設定される場合について説明しているように、本発明は、いずれのバランス値の場合でも適用可能である。
なお、バランス値は、被密封流体の種類、圧力などに応じて適宜設定されるものである。
Further, for example, in the first to fifth embodiments, a case where the balance value is set in a range of 50% ≦ balance value ≦ 100% will be described, and in the sixth embodiment, the balance value is set to exceed 100%. As described above, the present invention is applicable to any balance value.
The balance value is appropriately set according to the type of sealed fluid, pressure, and the like.

また、例えば、前記実施例5及び6では、分かりやすく説明する都合上、ベローズの外径が同じである場合を例にして本発明の効果を説明したが、これに限定されるものではなく、ベローズ30の外径に変動があっても、本発明は効果を奏するものである。要は、固定側と回転側とが一体化されるタイプにおいて、ベローズ30の一部分の内径を小さくすることにより、バランス値の低下の防止、又は、回転環及び固定環の大径化を抑制することに技術的意義があるものである。   In addition, for example, in Examples 5 and 6 described above, the effect of the present invention has been described by taking the case where the outer diameter of the bellows is the same for convenience of explanation, but the present invention is not limited thereto. Even if the outer diameter of the bellows 30 varies, the present invention is effective. In short, in a type in which the fixed side and the rotating side are integrated, by reducing the inner diameter of a part of the bellows 30, it is possible to prevent a decrease in the balance value or to prevent the rotating ring and the fixed ring from increasing in diameter. In particular, it has technical significance.

すなわち、実施例5のように、バランス値が、50%≦バランス値≦100%の範囲では、バランス値の低下が防止され、実施例6のように、バランス値が100%を超える場合には、回転側摺動環及び固定側摺動環の大径化を抑制され、メカニカルシールの大型化を回避されるものである。   That is, when the balance value is in the range of 50% ≦ balance value ≦ 100% as in the fifth embodiment, a decrease in the balance value is prevented, and when the balance value exceeds 100% as in the sixth embodiment. The increase in the diameters of the rotation-side sliding ring and the stationary-side sliding ring is suppressed, and the increase in the size of the mechanical seal is avoided.

1 回転軸
2 スリーブ
3 ハウジング
4 カートリッジ
5 回転側摺動環
6 固定側摺動環
7 金属製のベローズ
8 ケース
9 カップガスケット
10 カップガスケット
15 金属製のベローズ
16 バンド
20 スリーブ
30 金属製のベローズ
40 カートリッジ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rotating shaft 2 Sleeve 3 Housing 4 Cartridge 5 Rotating side sliding ring 6 Fixed side sliding ring 7 Metal bellows 8 Case 9 Cup gasket 10 Cup gasket 15 Metal bellows
16 Band 20 Sleeve 30 Metal bellows 40 Cartridge

Claims (4)

回転軸に固定されるスリーブと、ハウジングに固定されるカートリッジとを備え、前記スリーブには回転側摺動環が設けられ、前記カートリッジには前記回転側摺動環に対向して摺動する固定側摺動環及び該固定側摺動環を軸方向に付勢するベローズが設けられたインサイド形のメカニカルシールにおいて、前記ベローズは金属製であり、前記金属製のベローズは、一端が前記固定側摺動環を保持するケースに固定され、他端が前記カートリッジに固定され、その板厚が前記ケースまたは前記カートリッジの板厚より薄く設定されており、
前記金属製のベローズは、山部と谷部が交互に繰り返し形成される蛇腹部、及び、前記蛇腹部の両端に前記谷部から径方向外側に延びる円盤状のフランジ部を備え、前記フランジ部の外径は前記山部の径より大きく、また、前記フランジ部の内径は前記谷部の径と略同じかまたは若干大きくなるように、成型または溶接により形成されることを特徴とするメカニカルシール。
A sleeve fixed to the rotary shaft; and a cartridge fixed to the housing. The sleeve is provided with a rotation-side sliding ring, and the cartridge is fixed to slide against the rotation-side sliding ring. In the inside type mechanical seal provided with a side sliding ring and a bellows for urging the fixed side sliding ring in the axial direction, the bellows is made of metal, and one end of the metal bellows is fixed side It is fixed to the case holding the sliding ring, the other end is fixed to the cartridge, and the plate thickness is set to be thinner than the plate thickness of the case or the cartridge ,
The metal bellows includes a bellows portion in which peaks and valleys are alternately and repeatedly formed, and disk-shaped flange portions extending radially outward from the valley portions at both ends of the bellows portion, and the flange portion The mechanical seal is formed by molding or welding so that the outer diameter of the flange portion is larger than the diameter of the peak portion, and the inner diameter of the flange portion is substantially the same as or slightly larger than the diameter of the valley portion. .
前記金属製のベローズと金属製のケース及び金属製のカートリッジとの固定は、前記金属製のベローズの前記フランジ部の外径よりわずかに内径側の位置において溶接または溶着により行われることを特徴とする請求項1に記載のメカニカルシール。 The fixing of the metal bellows to the metal case and the metal cartridge is performed by welding or welding at a position slightly inside the outer diameter of the flange portion of the metal bellows. The mechanical seal according to claim 1 . 前記回転側摺動環は前記スリーブにカップガスケットを介して固定され、前記カップガスケットは前記回転側摺動環の反摺動面側及び外周面に跨って設けられることを特徴とする請求項1または2に記載のメカニカルシール。 Claim 1, wherein the rotating-side slide ring is fixed via a cup gasket into the sleeve, the cup gasket and which are located across the counter-sliding surface side and the outer peripheral surface of the rotary side sliding ring Or the mechanical seal of 2 . 前記スリーブの内筒部の先端がカシメにより拡径されて前記カートリッジの内筒部に係合することにより前記カートリッジと前記スリーブとの軸方向の離脱が防止されるタイプにおいて、前記カートリッジの内筒部には前記固定側摺動環側と軸方向反対側に位置する部分が拡径されて段部が設けられ、前記ベローズは、前記カートリッジの内筒部の段部から固定側摺動環側に位置する部分の内径が前記カートリッジの内筒部の段部から固定側摺動環と反対側に位置する部分の内径より小径に形成されていることを特徴とする請求項1ないしのいずれか1項に記載のメカニカルシール。 The inner cylinder of the cartridge is of a type in which the tip of the inner cylinder of the sleeve is expanded by caulking and engaged with the inner cylinder of the cartridge to prevent the cartridge and the sleeve from coming off in the axial direction. The part is provided with a stepped portion having an enlarged diameter located on the side opposite to the fixed sliding ring side, and the bellows extends from the stepped part of the inner cylindrical portion of the cartridge to the fixed sliding ring side. claims 1, characterized in that the inner diameter portion is formed smaller in diameter than the inner diameter of the portion located on the opposite side to the fixed side sliding ring from the stepped portion of the inner cylindrical portion of the cartridge located in any of the 3 The mechanical seal according to claim 1.
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